Encara que les grans companyies tecnològiques estan centrades en el desenvolupament de la intel·ligència artificial, no perden de vista la computació quàntica, ja que les ajudaria moltíssim a millorar els seus models de llenguatge gran com ChatGPT, Claude, Gemini o Copilot, motiu pel qual Google i Microsoft ja tenen els seus propis i innovadors xips.

I és que els processadors actuals no donen «més de si». Mentre que el programari avança a passos gegantescos, els transistors tradicionals de silici han tocat sostre; la seva velocitat de commutació és limitada pels materials físics i la resistència elèctrica de què depenen.

Per abordar el problema, un equip d'investigadors de la Universitat d'Arizona (Estats Units) juntament amb col·laboradors internacionals ha desenvolupat un transistor alimentat per llum utilitzant grafè. Aquest material ultralleuger és 200 vegades més resistent que l'acer, permet conduir l'electricitat i la calor de forma eficient, doblegar-se sense trencar-se i transmetre la llum. Així han aconseguit velocitats de processament un milió de vegades més ràpid que els xips actuals.

"El transistor quàntic més ràpid del món"

Aprofitant un fenomen quàntic conegut com a efecte túnel (una partícula viola els principis de la mecànica clàssica penetrant una barrera de potencial o impedància més gran que l'energia cinètica de la mateixa partícula), els investigadors van observar que els electrons superaven les barreres físiques sense demora. D'aquesta manera, s'ha demostrat com la llum làser interactua amb el grafè modificat per generar un moviment gairebé instantani.

L'estructura atòmica del grafè sol neutralitzar aquests corrents elèctrics, però l'equip va descobrir que en aplicar una capa especial de silici i un làser sincronitzat amb precisió al material, un sol electró es tunelizó i va poder rastrejar-se en temps real. Mohammed Hassan, professor associat de física i ciències òptiques, va dir que aquest tipus de resultat sorprenent és el que fa que la ciència sigui emocionant:

En entrar al laboratori, sempre anticipes el que passarà, però la veritable bellesa de la ciència rau en els petits detalls que es produeixen, que t'impulsen a investigar-ne més. Una vegada ens vam adonar que havíem aconseguit aquest efecte túnel, vam haver d'investigar més

L'equip, per capturar i controlar l'efecte, va utilitzar un fototransistor de grafè disponible comercialment, el qual van modificar per afegir una capa de silici. Una commutació làser a una velocitat de 638 attosegons va permetre que el transistor funcionés a velocitats de petahercis, convertint-lo en el més ràpid mai construït.

Un transistor actua com un interruptor o amplificador electrònic. Aquesta nova versió, impulsada per llum en lloc de voltatge, obre un món de possibilitats. Hassan el va anomenar "el transistor quàntic de petahercis més ràpid del món". Un gran avenç que ajudarà que el maquinari es posi al dia amb el programari, ja que és extremadament necessari.

"El ritme del desenvolupament de maquinari no és tan ràpid. Tanmateix, donant-nos suport en el descobriment de les computadores quàntiques, podem desenvolupar maquinari que estigui a l'altura de la revolució actual en el programari de tecnologies de la informació", va comentar Hassan.